测控系统总线综述.doc

测控系统总线综述 　　摘　要：综述了测控系统中机箱底板总线、计算机与测控系统的互连总线和现场总线的历史、性能、应用和发展。　　关键词：测控系统总线，底板总线，互连总线，现场总线，测控网络，底层网(控制网) The Summary of the Measurement and Control System Buses Abstract：The history,characteristic,application and development of the measurement and control system buses that include measurement and control chassis backplane buses,interconnect buses between computers and measurement control systems,and field buses are summarized.　　Key words：measurement and control system bus,backplane bus,interconnect bus,field bus,measurement and control network,Infranet 　　所谓总线，就是传送信息的公共通路。它是计算机和测控系统的重要组成部分。总线的性能对计算机或测控系统的性能具有举足轻重的作用。　　总线的类别很多。按其传送数据的方式可分为串行总线和并行总线；按应用的场合可分为芯片总线、板内总线、机箱总线、设备互连总线、现场总线及网络总线等；按用途可分为计算机总线、外设总线和测控系统总线；按总线的作用域可分为全局总线和本地总线(local bus)；按标准化程度可分为标准总线和非标准化(专用)总线；按总线传送的信息种类可分为地址总线、数据总线、控制总线、电源总线、模拟信号总线及标准信号总线等等。　　总线是计算机、测控系统乃至网络系统的基础。采用总线技术，可大大简化系统结构；增加系统的开放性、兼容性、可靠性和可维护性；易于标准化和组织规模生产，从而降低系统造价。　　总线技术包含的内容很广泛，本文将侧重讨论测控系统的总线技术。但是，现代计算机和测控技术的发展，已将计算机融入测控系统之中，或者说测控系统融入计算机之中，因此很难将测控系统总线与计算机总线截然分开。例如，在计算机总线插槽中插入一些测控用的功能插件的系统，或在测控机箱中嵌入计算机模块的系统，它们是计算机和测控系统合一的系统。为减少篇幅，本文讨论的内容主要涉及与计算机相对独立的测控机箱总线、测控机箱(机柜)与计算机互连总线，以及连接现场测控设备的现场总线。 1　测控系统机箱底板总线　　测控系统机箱底板总线是指组成测控系统各种机箱的底板总线。在总线底板插槽上插入模拟量输入/输出、数字量输入/输出、频率或脉冲量输入/输出等功能插件，可组成具有不同规模和功能的测控系统。除了许多计算机总线可用作这种机箱底板总线之外，还有不少专门为测控系统设计的总线。这些总线可以分成两大类，一类是经有关标准化组织发布的标准总线，还有一类是生产厂家自己设计的专用总线。　　早期标准的、用得较为普遍的测控机箱底板总线有STD总线和CAMAC总线。　　STD总线的插件板采用小尺寸板子结构，印制电路板上带有边缘式印制插头(亦称“金手指”)。在同类板子结构中，由于其板子尺寸小，因此耐振动、冲击，具有良好的坚固性和可靠性，适合于工业测控场合的应用。且由于这种总线标准的机箱、插件板结构简单，成本低，故而在一段时间内，STD总线标准的产品在工业测控领域得到普遍的应用。但是，STD总线插件所用的边缘式印制插头存在接触不良的致命缺点，与其他先进的总线相比，其性能亦已落伍，近几年来已逐渐被其他总线产品所取代，正处于被淘汰的状态。　　CAMAC总线是70年代初推出的一种专门为测控系统设计的标准机箱底板总线。其总线规范完整、严格，在测控领域曾得到广泛的应用。近几年来，由于其他高性能总线的出现，这种总线的性能已显得落后，现在也处于淘汰过程。　　1986年经美国标准协会标准化后推出的IEEE 960-1986 Fastbus(高速总线)是专门为高速数据采集系统设计的总线标准。其总线规范非常严格和完整，在当时它是一种性能很先进的数据采集系统总线，但由于种种原因，至今还没有被推广应用。　　80年代末、90年代初提出并经标准化的测控系统总线是VXI总线，这种总线也是当前性能最先进的测控系统机箱底板总线之一。　　VXI(VMEbus eXtension for Instrumentation)总线是在VME计算机总线的基础上扩展的测控系统总线。它由美国HP等多家仪器公司于1987年提出，